Science >> Wetenschap & Ontdekkingen >  >> Biologie

Welk adaptief voordeel kan er voor bacteriën zijn om groepen cellen te vormen?

Bacteriën die groepen cellen vormen, bekend als biofilms , hebben verschillende adaptieve voordelen:

1. Verbeterde bescherming:

* Fysieke barrière: Biofilms creëren een beschermende barrière tegen omgevingsspanningen zoals antibiotica, desinfectiemiddelen en immuuncellen. De extracellulaire matrix rond de bacteriën biedt een fysiek schild, waardoor ze moeilijker te richten zijn.

* gedeelde verdedigingen: Bacteriën binnen een biofilm kunnen samenwerken bij het produceren van toxines, enzymen of andere verdedigingen die hun bescherming verder versterken.

2. Acquisitie van voedingsstoffen:

* Resource Sharing: Bacteriën in een biofilm kunnen voedingsstoffen efficiënter delen, vooral in omgevingen met beperkte bronnen. Ze kunnen zelfs enzymen vrijgeven om complexe moleculen af te breken in eenvoudigere, waardoor ze toegankelijk zijn voor de hele gemeenschap.

* Microbieel metabolisme: Verschillende bacteriën binnen een biofilm kunnen zich specialiseren in verschillende metabole routes, waardoor efficiënter gebruik van voedingsstoffen en afvalbeheer vergemakkelijkt.

3. Cel-naar-celcommunicatie:

* Quorum -detectie: Bacteriën communiceren via signaalmoleculen, waardoor ze hun activiteiten kunnen coördineren en als groep kunnen reageren op veranderingen in het milieu. Dit zorgt voor gesynchroniseerde genexpressie en gecoördineerd gedrag, wat leidt tot effectievere kolonisatie en overleving.

* genoverdracht: Biofilms vergemakkelijken horizontale genoverdracht, waardoor bacteriën genetisch materiaal, inclusief resistentiegenen, kunnen delen, wat leidt tot snelle aanpassing en evolutie.

4. Verbeterde kolonisatie:

* hechting: Biofilms bevorderen de naleving van oppervlakken, waardoor bacteriën gemakkelijker nieuwe omgevingen kunnen koloniseren. Dit is vooral belangrijk voor bacteriën die leven in dynamische omgevingen zoals de menselijke darm of op medische hulpmiddelen.

* Verhoogde biomassa: Biofilms kunnen een groot aantal bacteriën verzamelen, waardoor ze concurrerender zijn in het verwerven van voedingsstoffen en het vestigen in een niche.

5. Overleving in harde omgevingen:

* Tolerantie voor stress: Biofilms bieden bescherming tegen barre omstandigheden zoals uitdroging, UV -straling en temperatuurschommelingen, waardoor bacteriën kunnen overleven in uitdagende omgevingen.

* Weerstand tegen antimicrobiële middelen: De extracellulaire matrix en de gecoördineerde afweermechanismen in biofilms kunnen bijdragen aan antibioticaresistentie, waardoor ze een belangrijke bedreiging voor de menselijke gezondheid zijn.

Over het algemeen biedt het vormen van biofilms bacteriën een belangrijk evolutionair voordeel, waardoor ze kunnen gedijen in verschillende omgevingen, bestand zijn tegen milieudruk en andere micro -organismen overtreffen.